JP2006133064A - 高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料ピンにワイヤを巻付けるために、従来技術の燃料ピン回転機構、巻付け治具及びその移動機構を不要とし、また燃料ピンの回転速度と巻付け治具の移動速度との管理を不要とする。
【解決手段】 高速炉用燃料集合体に用いられる燃料ピン１のまわりにワイヤを巻き付けてスペーサを形成するために、燃料ピン１を螺旋コイル状ワイヤ１０に通し、この螺旋コイル状ワイヤ１０の一端１０ａを燃料ピン１の下部端栓２に固定した状態で燃料ピン１のまわりに巻き付くように螺旋コイル状ワイヤ１０を引き延ばす。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法に関し、更に詳細に述べると、燃料ピンのまわりにワイヤを巻き付けてスペーサを形成する方法の改良に関するものである。

高速炉用燃料集合体は、プルトニウムとウランとの混合酸化物を焼結したペレットをヘリウムガスと共に被覆管に充填し密封して形成された多数本の燃料ピンを六角形のラッパ管内に束ねて収納して形成されているが、各燃料ピンは、特許文献１の図６（Ｃ）に符号２ａで示すように、ワイヤを巻き付けて形成されたスペーサを有する。この特許文献１に示すように、燃料集合体は、下部にエントランスノズルを有し、燃料ピンの束の上下に中性子遮蔽体を有する。ラッパ管内の燃料ピンは、その下端部のみが固定され、隣り合う燃料ピンは、スペーサによって間隔が保たれている。

従来技術では、このワイヤ巻付け型スペーサは、図４に示すように、燃料ピン１の下部端栓２のワイヤ孔にワイヤ４を貫通して溶接等によって固定した後、燃料ピン１とワイヤ４とが一定の角度を保つように巻付け治具５で挟み込んでこの巻付け治具５を燃料ピン１の上端に向けて移動すると共に、この移動に同期して燃料ピン１を回転することによってワイヤ４を巻付け、最後に、このワイヤ４の上端を燃料ピン１の上部端栓３のスリットに挿入して適宜の手段で固定して形成されている（非特許文献１参照）。この際、ワイヤ４が燃料ピン１の表面に密着して巻付けられるように、ワイヤ４に適度の引張荷重を掛けている。

しかし、この方法においては、燃料ピンを回転する機構と巻付け治具とこの巻付け治具を移動させる機構とワイヤに引張荷重をかける手段とワイヤ端部を溶接する溶接手段との複数の構成要素（機構又は手段等）を必要とするので、巻付け装置が大型化、複雑化する上に、燃料ピンの回転速度、巻付け治具の移動速度及びワイヤの引張荷重等の管理が面倒である欠点があった。

特開平７−２６０９７３号公報 動燃技報Ｎｏ．７７(１９９１年)別刷 「高速炉燃料要素のワイヤスペーサ巻付け技術の開発、ＰＮＣ ＴＮ ８４１０９１−０８９」

本発明が解決しようとする課題は、燃料ピンの回転機構、巻付け治具及びその移動機構、ワイヤに引張り荷重をかける手段を必要とすることなく、小型の装置と簡単な管理とでワイヤを巻付けてスペーサを形成することができる高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法を提供することにある。

本発明の基本的な課題解決手段は、高速炉用燃料集合体に用いられる燃料ピンのまわりにワイヤを巻き付けて燃料ピンのまわりにスペーサを形成する高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法において、燃料ピンを螺旋コイル状ワイヤに通し、この螺旋コイル状ワイヤが燃料ピンのまわりに巻き付くように螺旋コイル状ワイヤを引き延ばしてスペーサを形成することを特徴とする高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法を提供することにある。

本発明の基本的な課題解決手段は、螺旋コイル状ワイヤの一端を燃料ピンの下部端栓に固定し、螺旋コイル状ワイヤの上端を引っ張ることによって達成することができ、また螺旋コイル状ワイヤの上下の端部をフック状に成形し、これらのフック状上下端部を燃料ピンの上下の端栓に掛け止めすることによって溶接することなくワイヤを燃料ピンに固定することができる。

本発明によれば、燃料ピンが貫通する螺旋状コイルの一端を燃料ピンに固定し、他端を引っ張るだけでスペーサを形成することができるため、燃料ピンを回転する機構、巻付け治具自体とその移動機構を必要としないので、装置が小型化する上に、燃料ピンの回転速度と巻付け治具の移動速度との同期を取る必要がないので、装置の管理が容易となり、またワイヤ端部をフック状として燃料ピンに掛け止めすると、溶接手段も必要としないので、装置を一層簡略化することができる上に作業工程を短縮することができ、作業性が向上する。

本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、本発明に係わる高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法が図１に示されており、本発明の方法では、図３（Ａ）に示すように、予め、スペーサとなるべきワイヤを螺旋状に成形して形成された螺旋コイル状ワイヤ１０を用意する。この螺旋コイル状ワイヤ１０は、冷間成形引張りコイルばねの成形に広く用いられているばね成型機を用いて形成することができ、この螺旋コイル状ワイヤ１０の内外径、長さ、巻数は、燃料ピン１の外径、長さに応じて適宜設定される。

本発明の方法は、図１に示すように、燃料ピン１を螺旋コイル状ワイヤ１０に通し、この螺旋コイル状ワイヤ１０が燃料ピン１のまわりに巻き付くように螺旋コイル状ワイヤを引き延ばすことによって図２に示すようにスペーサ１４を形成するが、その好ましい工程を順次以下に説明する。

燃料ピン１を螺旋コイル状ワイヤ１０に通した後、燃料ピン１の下端端栓２に設けられたスリット２ａに螺旋コイル状ワイヤ１０の一端１０ａを係入して溶接することによってこのワイヤ端部１０ａを燃料ピン１の下端に固定する。

次いで、螺旋コイル状ワイヤ１０の他端１０ｂをチャック等の適宜の把持具で掴んで燃料ピン１の上部端栓３側に引っ張って引き延ばす。この際、ワイヤ１０を真っ直ぐに引き延ばすことができるように、燃料ピン１と螺旋コイル状ワイヤ１０とを円筒形ガイド１２で覆いながらこのガイド１２に沿って案内されながら引き延ばすのが好ましい。なお、この場合、把持具は、ガイドのスリットを通してワイヤ１０の端部１０ｂを掴む。

このようにして、螺旋コイル状ワイヤ１０を引き延ばすと、この螺旋コイル状ワイヤ１０は、図２に示すように、内外径が収縮してコイルの内面が燃料ピン１の外周に密着してスペーサ１４となる。最後に、燃料ピン１の上部端栓３に設けられたスリット３ａにスペーサ１４である螺旋コイル状ワイヤ１０の他端１０ｂを通し、この他端１０ｂを燃料ピン１の上部端栓３に溶接等によって固定する。

上記の実施の形態では、螺旋コイル状ワイヤ１０の両端を燃料ピン１に溶接によって固定したが、図３（Ｂ）に示すように、螺旋コイル状ワイヤ１０の上下の端部(燃料ピン１の上下の端部に相応する端部)１０Ｄ、１０Ｕをそれぞれフック状に形成し、このフック状端部１０Ｄ、１０Ｕを燃料ピン１の上下の端栓２、３のスリット２ａ、３ａにそれぞれ掛け止めすることによって溶接することなく燃料ピン１に固定することができる。この場合、フック状端部１０Ｄ、１０Ｕを引っかけた後、スリット２ａ、３ａが閉じるように燃料ピン１の端栓２、３を加締めることによってフック状端部１０Ｄ、１０Ｕの脱落を確実に防止することができる。また、フック状端部１０Ｄ、１０Ｕをスリット２ａ、３ａに引っかけた後、ワイヤ１０の両端を玉止め溶接して抜け止めを一層確実にしてもよい。

本発明によれば、従来技術の燃料ピン回転機構、巻付け治具及びその移動機構を必要としないし、燃料ピンの回転速度と巻付け治具の移動速度との面倒な管理が不要となり、燃料ピンにスペーサを形成する上で産業上の利用性が向上する。

本発明の方法によって燃料ピンにスペーサを形成する最初の段階を示す概略説明図である。 図1の方法から螺旋コイル状ワイヤを引き延ばしてスペーサを形成した状態の概略説明図である。 本発明に用いられる螺旋コイル状ワイヤを示し、同図（Ａ）は、その１つの例の側面図、同図（Ｂ）は他の例の側面図である。 従来技術によってスペーサを形成する方法を説明する図である。

符号の説明

１ 燃料ピン
２ 下部端栓
２ａ スリット
３ 上部端栓
３ａ スリット
４ ワイヤ
５ 巻付け治具
１０ 螺旋コイル状ワイヤ
１０ａ ワイヤ１０の一端
１０ｂ ワイヤ1０の他端
１２ 円筒形ガイド
１４ スペーサ

Claims (3)

1. 高速炉用燃料集合体に用いられる燃料ピンのまわりにワイヤを巻き付けて燃料ピンのまわりにスペーサを形成する高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法において、前記燃料ピンを螺旋コイル状ワイヤに通し、前記螺旋コイル状ワイヤが前記燃料ピンのまわりに巻き付くように前記螺旋コイル状ワイヤを引き延ばしてスペーサを形成することを特徴とする高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法。
2. 請求項１に記載の高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法であって、前記螺旋コイル状ワイヤの一端を前記燃料ピンの下部端栓に固定し、前記螺旋コイル状ワイヤの上端を引っ張ることを特徴とする高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法。
3. 請求項１又は２に記載の高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法であって、前記螺旋コイル状ワイヤの上下の端部をフック状に成形し、前記フック状の上下の端部を前記燃料ピンの上下の端栓に掛け止めして燃料ピンに固定することを特徴とする高速炉用燃料ピンのスペーサ形成方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images